OOAD 第6章 面向对象设计 CUMT

面向对象分析与设计 Object-Oriented Analysis and Design

第6章 面向对象的设计

张 磊 博士 副教授 zhanglei@《计算机网络》课件 制作人：谢希仁

6.1 什么是面向对象设计OOA与OOD的关系：

1、从OOA到OOD不是转换；——是调整和增补 将OOA模型搬到OOD; 进行必要的调整， 作为OOD模型的问题域 部分；

OOA 模型构件部署

增补其它四个部分，成 为完整的OOD模型。

人 机 交 互 部 分

问题域 部分

数 据 口 部 分

任务管理部分 课件制作人：谢希仁

2、采用一致的概念和表示法——不存在分析与设计之间的鸿沟

3、有不同的侧重点和不同的策略OOA主要针对问题域，识别有关的对象以及它们之 间的关系，产生一个映射问题域，满足用户需求，独立 于实现的OOA模型。 OOD主要解决与实现有关的问题，基于OOA模型， 针对具体的软、硬件条件(如机器、网络、OS、GUI、 DBMS等)产生一个可实现的OOD模型。

4、OOA与OOD可适合不同的生命周期模型——瀑布模型、螺旋模型、增量模型、喷泉模型

课件制作人：谢希仁

不同过程模型中的OOD分析 (OOA) 设计 (OOD) 喷泉模型

演化

集成 测试

编程 (OOP)测试 瀑布模型 维护

编程 (OOP)设计 (OOD) 分析 (OOA)

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OOD——按实现条件对OOA模型进行调整，并 补充几个新的组成部分(也是由对象构成)与实现有关的因素： 图形用户界面系统 硬件、操作系统及网络 数据管理系统 其他——编程语言、可复用构件库……

基本思想：尽可能隔离实现 条件对系统的影 响——提供独立 的接口 对不可隔离的因 素，按实现条件 调整OOA模型

按实现条件调整 OOA模型

新增的组成部分，隔 离实现条件

实 现 条 件 实现条件

实 现 条 件

课件制作人：谢希仁

两种不同的观点第二种观点分 析 设 计

第二种观点的理由： (1)在各种分析/设计方法中 “做什么”和“怎么做”实际 上没有严格的划分”。 (2)过分强调“分析不考虑怎 么做”将使某些必须在OOA考虑 的问题得不到完整的认识。 (3)由于OO方法表示形式的一 致，不存在把细化工作留给设 计人员的必然理由。

第 一 种 观 点

问题域与 系统责任 分 析 做 什 么

与实现有 关的因素

设 计

怎 么 做

关键问题：对象的特征细节( 如属性的数据类型和服务流程 (4)避免重复地认识同一事物， 图),是在分析时定义还是在 并有利于分析结果的复用。 课件制作人：谢希仁 设计时定义？

Coad与Yourdon在设计阶段中采用分 析阶段中提到的五个层次。 不同的是，在设计阶段中，这五个层次 是用于建立系统的四个组成成份: 问题论域 用户界面 任务管理 数

据管理课件制作人：谢希仁

6.2 面向对象设计的设计准则(1) 模块化 模块化是软件设计的重要准则。在面向对象开发 方法中，将对象定义为模块。对象把数据结构和作 用在数据上的操作(方法)封装起来构成模块。对象 是组成系统的基本模块。 (2) 抽象 类是一种抽象数据类型，在该数据类型之上，可 以创建对象(类的成员)。类包含相似对象的共同属 性和服务，它对外定义了公共接口，构成了类的规 格说明(即协议),供外界合法访问。课件制作人：谢希仁

(3) 信息隐藏 在面向对象方法中，对象是属性和服务的封装体， 这就实现了信息隐藏。类结构分离了接口与实现， 类的属性的表示方法和操作的实现算法，对于类的 用户来说，都应该是隐藏的，用户只能通过公共接 口访问类中的属性。 (4) 弱耦合 不同对象之间耦合是不可避免的。两个对象必 须相互联系相互依赖时，应该通过类的协议(即公 共接口)实现两个对象相互依赖(耦合),而不是通过 类的具体实现细节来描述。 (5) 强内聚 在面向对象设计中，内聚可分为下述三类：课件制作人：谢希仁

1) 服务(操作)内聚。一个服务应该是单一的，即只完 成一个任务。 2) 类内聚。类内聚要求类的属性和服务应该是高内聚 的，而且它们应该是系统任务所必需的。一个类应 该只有一个功能，如果某个类有多个功能，通常应 该把它分解成多个专用的类。 3) 一般-特殊内聚。一般-特殊内聚表示：一般-特殊 结构符合领域知识的表示形式，也就是说，特殊类 应该尽量地继承一般类的。

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(6)可重用 在面向对象设计中，一个类的设计应该具有通用性， 为开发相似的系统提供软件重用可能。因此，在软 件开发过程中，为了实现重用，既要尽量重用已有 的类，又要创建可重用的新类。

课件制作人：谢希仁

设计策略在使用面向对象方法学开发软件的实践中，得 出了下面一些基于经验的启发规则，这些规则往往 能帮助软件开发人员设计出好的方案来，以保证软 件的质量。 (1)设计结果应该清晰易懂 (2)一般-特殊结构的深度应适当 (3)设计简单的类 (4)设计简单的协议 (5)设计简单的服务 (6)减少设计变动课件制作人：谢希仁

设计结果应该清晰易懂

用词一致 使用已有的协议 减少消息模式的数目

避免模糊的定义

课件制作人：谢希仁

一般——特殊结构的深度应适当

应该使类等级中包含的层次数适当。 一般说来，在一个中等规模(大约包含100个类) 的系统中，类等级层次数应保持为7±2。

不应该仅仅从方便编码的角度出发随意

创建派生 类，应该使一般——特殊结构与领域知识或常识 保持一致。

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设计简单的类

避免包含过多的属性 有明确的定义 尽量简化对象之间的合作关系

不要提供太多服务

课件制作人：谢希仁

使用简单的协议

一般说来，消息中的参数不要超过3个。 经验表明，通过复杂消息相互关联的对象是紧 耦合的，对一个对象的修改往往导致其他对象 的修改。

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使用简单的服务

一般说，应该尽量避免使用复杂的服务。 如果一个服务中包含了过多的源程序语句， 或者语句嵌套层次太多，或者使用了复杂的 CASE语句，则应该仔细检查这个服务，设法 分解或简化它。

如果需要在服务中使用CASE语句，通常应该 考虑用一般——特殊结构代替这个类的可能性。

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把设计变动减至最小

通常，设计的质量越高，设计结果保持不变的 时间也越长。 即使出现必须修改设计的情况，也应该使修改 的范围尽可能小

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6.3 面向对象设计模型面向对象设计的五个层次、四个部分面向对象设计模型由主题、类-&-对象、结构、 属性和服务等五个层次组成，并且又扩充了问题域 (PDC)、人机交互(HIC)、任务管理(TMC)和数据管 理(DMC)四个部分。

典型的面向对象设计模型如图示。

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